2013导学教程人教版生物一轮课件：选修三第2讲细胞工程.ppt

1、第 2 讲 细胞工程考点一：植物组织培养和植物体细胞杂交高频考点突破名称植物组织培养植物体细胞杂交原理植物细胞的全能性细胞膜具有一定的流动性和植物细胞的全能性过程注意事项1.取材：选取有形成层的部位最容易诱导形成愈伤组织2.光照：在愈伤组织的诱导阶段往往要暗培养，有利于细胞的脱分化产生愈伤组织。当愈伤组织分化出芽和叶时，一定要有光照，有利于叶片内叶绿素的合成1.去壁方法：酶解法，所用的酶是纤维素酶和果胶酶2.人工诱导融合的方法：物理法：离心、振动、电激化学法：聚乙二醇3.育种时最大优点：克服远缘杂交不亲和障碍4.未解决问题：目前还不能让杂种细胞完全按人们的需要去表达亲代的优良性状【对位训练】1

2、(2012北京海淀期末)下面的简式表示植物组织培养的大致过程，据此判断错误的是A若是来自不同植物体细胞融合的杂种细胞，则可能出现不同植物的遗传特性B若是花粉，则是单倍体植株，经染色体加倍后可得到稳定遗传的品种C若是人参细胞，对进行扩大培养可提高细胞产物人参皂苷的产量D若是具有杂种优势的农作物细胞，则用进行繁育会发生性状分离解析若是具有杂种优势的农作物细胞，则用进行繁育进行的是有丝分裂，不会发生性状分离。答案D2(2011扬州模拟)下列有关植物体细胞杂交技术的描述，不正确的是A利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株B获得原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶C通常用聚乙二醇或灭活的病毒诱导原生质

3、体融合D可根据细胞中染色体数目和形态的差异来鉴定杂种细胞解析通过植物体细胞杂交，杂种植株获得了两个亲本的遗传物质，因此，利用植物体细胞杂交可以获得某种多倍体植株，根据细胞中染色体数目和形态的差异可用来鉴定杂种细胞，获得原生质体的过程中需要纤维素酶和果胶酶去除细胞壁；诱导原生质体融合通常用物理法或化学法，不能用灭活的病毒作诱导剂。答案C1植物繁殖的新途径(1)微型繁殖：不仅可以保持优良品种的遗传特性，还可以高效快速地实现种苗的大量繁殖。(2)作物脱毒：生产上许多无性繁殖作物均受到病毒的侵染，从而导致品种严重退化、产量降低和品质变差。利用植物分生组织(如茎尖、根尖)进行培养，可以使新长成的植株脱除

4、病毒。(3)人工种子：植物组织培养得到的胚状体、不定芽、顶芽或腋芽，包上人工种皮就可以形成人工种子。下图是人工种子的结构示意图。考点二：植物组织培养技术的应用【特别提醒】人工胚乳中可以加入适量的养分、无机盐、有机碳源以及农药、抗生素、有益菌等，以利于胚状体生长发育成幼苗。2作物新品种的培育(1)单倍体育种：花药离体培养过程就是植物组织培养过程。单倍体育种的优点是后代不发生性状分离，都是纯合子，能够稳定遗传，明显缩短了育种年限。(2)突变体的利用：在植物组织培养过程中，由于培养细胞一直处于不断的分生状态，因此容易受到培养条件和外界压力(如射线、化学物质等)的影响而发生突变。从这些产生突变的个体中

5、可以筛选出对人们有用的突变体，进而培育成新品种。(3)细胞产物的工厂化生产：可以利用植物组织培养技术大量生产某些细胞产物，如蛋白质、脂肪、糖类、药物、香料、生物碱等。【对位训练】3(2011北京东城期末)下图表示四倍体兰花叶片通过植物组织培养形成植株的过程，相关叙述中正确的是A和阶段会发生减数分裂B阶段需生长素而阶段需细胞分裂素C阶段有细胞增殖但无细胞分化D此兰花的花药离体培养所得植株为二倍体解析和阶段会发生有丝分裂。阶段和阶段都需生长素和细胞分裂素，只是二者比例不同。此兰花的花药离体培养所得植株为单倍体。答案C4(2012杭州一模)下图示植物组织培养过程。据图分析下列叙述正确的是A植株根尖细

6、胞的全能性比植株根尖细胞的强B试管的培养基中含有植物生长调节剂，不含有有机物C试管中的细胞能进行减数分裂D调节培养中植物生长调节剂的比例可诱导产生不同的植物器官解析植株根尖细胞的全能性与植株根尖细胞相同。试管的培养基中含有植物生长调节剂和有机物等。试管中的细胞进行的分裂方式为有丝分裂。调节培养中植物生长调节剂的比例，可诱导产生根和芽。答案D考点三：动物细胞培养与动物体细胞核移植动物细胞培养动物体细胞核移植原理细胞增殖动物细胞核的全能性过程结果获得细胞群获得与供体遗传物质基本相同的个体【特别提醒】动物细胞培养中两次用到胰蛋白酶，第一次用胰蛋白酶处理剪碎的组织使之分散成单个细胞，第二次使贴壁细胞从

7、瓶壁上脱落下来。原代培养与传代培养的分界点为分瓶的继续培养。【对位训练】5(2011北京西城期末质检)下列关于动物细胞培养的叙述中，正确的是A动物细胞培养的目的就是为获得细胞分泌蛋白B动物细胞培养前要用胰蛋白酶处理使细胞分散开C动物细胞培养通常不会出现接触抑制现象D可以通过细胞培养技术获得完整的动物个体解析动物细胞的培养是为了获得更多的动物细胞，不同于植物组织培养，它无法获得完整动物个体。在培养之前对材料要用胰蛋白酶处理使细胞分散开。在培养过程中动物细胞会出现接触抑制现象。答案B6(2012合肥高三第一次检测)与“多利”羊等克隆哺乳动物相关的技术有人工授精 胚胎移植 细胞培养 核移植ABCD解

8、析“多利”羊等克隆哺乳动物是用核移植的方法得到的，而动物细胞核移植技术包括：细胞培养、核移植、胚胎培养和移植。答案C1原理：细胞膜的流动性。2诱导融合的因素：聚乙二醇(PEG)、灭活的病毒、电激等。3意义：最重要的用途是制备单克隆抗体。考点四：动物细胞融合与单克隆抗体制备4单克隆抗体的制备。(1)过程：(2)单克隆抗体的主要优点：特异性强、灵敏度高，并可大量制备。【特别提醒】灭活是指用物理或化学方法使病毒或细菌失去感染能力，但是并不破坏这些病原体的抗原结构。【对位训练】7(2012北京西城期末)人绒毛膜促性腺激素(HCG)是女性怀孕后胎盘滋养层细胞分泌的一种糖蛋白，制备抗HCG单克隆抗体可用于

9、早孕的诊断。下图是抗HCG单克隆抗体制备流程示意图，请分析回答问题。(1)制备单克隆抗体过程中要用到_和_技术。(2)制备单克隆抗体过程中，给小鼠注射的HCG相当于_，使小鼠产生分泌相应的_的淋巴细胞，此过程属于特异性免疫中的_免疫。(3)在细胞内DNA的合成一般有两条途径，主途径是在细胞内由糖和氨基酸合成核苷酸，进而合成DNA，而氨基嘌呤可以阻断此途径。另一辅助途径是在次黄嘌呤和胸腺嘧啶核苷存在的情况下，经酶催化作用合成DNA，而骨髓瘤细胞的DNA合成没有此辅助途径。利用DNA合成途径不同的特点配制的HAT培养基含有多种成分，其中添加的_成分具有筛选杂交瘤细胞的作用。最终筛选获得的杂交瘤细胞

10、的特点是_。(4)此过程生产的单克隆抗体可以与_特异性结合，从而诊断早孕。解析(1)制备单克隆抗体过程中要用到动物细胞培养和动物细胞融合。(2)给小鼠注射HCG，使小鼠进行体液免疫，生成产生抗体的B淋巴细胞。(3)骨髓瘤细胞的DNA合成只有一条途径，在培养基中加入氨基嘌呤，阻断了骨髓瘤细胞与骨髓瘤细胞融合体的增殖。杂交瘤细胞有两种合成DNA的途径，因此在选择培养基上只有杂交瘤细胞能生存并无限增殖。经免疫的B淋巴细胞和骨髓瘤细胞融合后的杂交瘤细胞既能无限增殖，又能产生单一抗体。(4)此单克隆抗体是针对人绒毛膜促性腺激素(HCG)作抗原产生的，可以与人绒毛膜促性腺激素(或“HCG”)特异性结合。答

11、案(1)动物细胞培养动物细胞融合(2)抗原抗体体液(3)氨基嘌呤能无限增殖并分泌特异性抗体(4)人绒毛膜促性腺激素(或“HCG”)【典例1】(2011天津理综)絮凝性细菌分泌的具有絮凝活性的高分子化合物，能与石油污水中的悬浮颗粒和有机物等形成絮状沉淀，起到净化污水的作用。为进一步提高对石油污水的净化效果，将絮凝性细菌和石油降解菌融合，构建目的菌株。其流程图如下。答题技能培养方法体验一、细胞的融合及培养据图回答：(1)溶菌酶的作用是_。(2)PEG的作用是_。(3)经处理后，在再生培养基上，未融合的A、B难以生长。图中AB融合菌能生长和繁殖的原因是_。(4)目的菌株的筛选：筛选既能分泌具有絮凝活

12、性的化合物，又能在含有_的培养基上生长的AB融合菌，选择效果最好的作为目的菌株。(5)为探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果，将目的菌株进行发酵培养，定时取发酵液，加入石油污水中；同时设置_为对照组。经搅拌、静置各3分钟后，分别测定上层水样的石油浓度和COD值(COD值越高表示有机物污染程度越高)，计算石油去除率和COD去除率，结果如下图。(6)目的菌的种群增长曲线呈_型。在4044小时，发酵液对石油污水的净化效果最好，其原因是_。【解析】(1)絮凝性细菌与石油降解菌融合时，首先需要溶菌酶分解细胞壁获得原生质体。(2)原生质体融合时，常用PEG诱导融合。(3)两种原生质体A、B分别经过热处

13、理和紫外线处理失活难以生长，但两者失活部位不同，A、B融合后活性部位互补，故仍可在再生培养基上生长。(4)我们需要的目的菌株是既能分泌具有絮凝活性的化合物，又能在含有石油的培养基上生长。(5)设计实验探究目的菌株不同发酵时间发酵液的絮凝效果时，实验变量是发酵液的有无，对照组是不加发酵液的石油污水，实验组是添加发酵液的石油污水。(6)据图知，目的菌株呈“S”型增长。4044小时，目的菌株及其产生的絮凝性高分子化合物的含量较高，发酵液对石油污水的净化效果最好。【答案】(1)分解细胞壁(2)诱导原生质体融合(3)两亲本失活部位不同，融合后活性部位互补(4)石油(5)不加发酵液的石油污水(6)S此期间

14、，目的菌及其产生的絮凝活性高分子化合物的含量高【典例2】人类在预防与诊疗传染性疾病过程中，经常使用疫苗和抗体。已知某传染性疾病的病原体为RNA病毒，该病毒表面的A蛋白为主要抗原，其疫苗生产和抗体制备的流程之一如图：二、基因工程与细胞工程的综合考查请回答：(1)过程代表的是_。(2)过程构建A基因表达载体时，必须使用_和_两种工具酶。(3)过程采用的实验技术是_，获得的X是_。(4)对健康人进行该传染病免疫预防时，可选用图中基因工程生产的_所制备的疫苗。对该传染病疑似患者确诊时，可从疑似患者体内分离病毒，与已知病毒进行_比较；或用图中的_进行特异性结合检测。【解析】(1)以DNA为模板合成RNA

15、的过程为转录，以RNA为模板合成DNA的过程为逆转录。图中过程代表的是逆转录过程。(2)基因工程中构建基因表达载体需要限制酶来切割以获取目的基因，同时需要相同的限制酶切割载体以获取与目的基因相同的黏性末端或平末端，再通过DNA连接酶连接目的基因和载体。(3)过程是将瘤细胞与效应B淋巴细胞融合的过程，获得的细胞是杂交瘤细胞，其具备了瘤细胞的无限增殖的特性和效应B淋巴细胞的产生抗体的特性，从而制备单克隆抗体。(4)本题中提示该 RNA病毒表面的A蛋白为主要的抗原，故而可选用通过基因工程生产的A蛋白制备疫苗；确诊时为判断该病毒是否为题目中的RNA病毒，可以进行核酸序列的比对，也可以利用单克隆抗体具备

16、特异性，通过抗A蛋白的特异性单克隆抗体能否与已知病毒进行特异性结合判断病毒表面是否有A蛋白的存在，进一步进行检测是否为目的RNA病毒。【答案】(1)逆(反)转录(2)限制性核酸内切酶(限制性内切酶、限制酶)DNA连接酶(注：两空顺序可颠倒)(3)细胞融合杂交瘤细胞(4)A蛋白核酸(基因)序列抗A蛋白的单克隆抗体【典例1】关于番茄和马铃薯杂交过程，回答下列问题。(1)若番茄细胞内含A条染色体，马铃薯细胞内含B条染色体，将番茄和马铃薯采用杂交育种方法培育(假设能成功)，得到的后代应含_条染色体，还必须用_处理幼苗，才能得到可育的“番茄马铃薯”植株，此时体细胞中含有_条染色体。(2)若番茄是二倍体，

17、马铃薯是四倍体，则杂种植株为_倍体。易误警示一、对植物体细胞杂交和有性杂交辨析不清【纠错笔记】(1)植物体细胞杂交若两个不同品种的植物细胞A、B进行融合，A含有2X条染色体，2个染色体组，基因型为Aabb，B含有2Y条染色体，2个染色体组，其基因型为ccDd，则新植株应为四倍体，其体细胞中染色体数为2X2Y，基因型为AabbccDd，从中不难看出，体细胞杂交即两个细胞融合成一个细胞，不管染色体数、基因组还是染色体组都采用直接相加的方法。(2)植物有性杂交有性杂交的结果：子代细胞中染色体数，基因型分别为“XY”、“AbcD”或“abcD”或“Abcd”或“abcd”，即先减半再相加。(3)有性生殖过程中符合孟德尔遗传定律，而植物体细胞杂交则不符合孟德尔遗传定律。【典例2】(2012南京调研)试管婴儿、试管苗和克隆羊这三者可以说是现代生物科技的杰出成果，下列对其生物学原理及技术的叙述，正确的是A都属于无性生殖B都利用了细胞工程的某些技术C都不会发生基因重组D都体现了已分化的细胞具有全能性【尝试解答】_二、对克隆与组织培养、试管动物(婴儿)区分不清B【纠错笔记】克隆组织培养试管动物(婴儿)生殖方式无性无性有性遗传物质来源2个亲本1个亲本2个亲本性别决定提供核亲本一般没有精子类型用途优良种畜快速繁育，可选择性别快速繁殖无病毒植株解决不孕不育点击此处进入知能达标训练